Linearmotoren für eine revolutionäre Bahntechnik


Uni Paderborn kombiniert Schienennetz mit Antrieb durch verschleißfreie Technik - Heinz-Herbert Berger: “Serienaufträge schlecht, Sonderbau gut”.
von Norbert Peter, Aigenstadl. Mit der Lieferung von 251 Linearmotoren für die “Neue Bahntechnik Paderborn” ist das Unternehmen Tauscher Transformatoren in Aigenstadl an einer revolutionären Bahntechnik beteiligt. Dennoch: Verhaltener Optimismus in Sachen “Wirtschaftsentwicklung” bei Tauscher. Die Firma wurde 1975 gegründet und stellt mit insgesamt 90 Mitarbeitern in Aigenstadl und einer Niederlassung in Blatna in Tschechien induktive elektronische Bauteile für die Investitionsgüterindustrie her.
Ein Erfolgsmonat war der Oktober 2002, denn da lieferte Heinz-Herbert Berger neuartige Linearmotoren für eine Versuchsreihe der Universität Paderborn mit dem Namen “Neue Bahntechnik Paderborn”. Das Shuttle der Neuen Bahntechnik Paderborn kombiniert zwei Techniken, nämlich herkömmliches Führen und Tragen auf dem bereits bestehenden Schienennetz und einen fortschrittlichen Antrieb durch verschleißfreie Linearmotorentechnik. Zusätzlich soll durch intelligente Fahrwerkstechnik ein höherer Fahrkomfort erzielt werden”, erläutert Berger.
Eines steht jetzt schon fest: Setzt sich das Konzept der Neuen Bahntechnik Paderborn durch, wird sich wohl auch der gesamte Schienenverkehr revolutionieren.
Denn gemessen am allgemeinen technologischen Fortschritt der letzten 150 Jahre hat sich seit dem Bau der ersten Eisenbahn am Prinzip des Antriebs durch Kraftschluss über den Rad-Schienen-Kontakt nichts Grundlegendes geändert. Die Hauptfunktion Tragen, Führen und Antreiben werden ausschließlich über die nur Zentimeter großen Berührungsflächen zwischen den Rädern und der Schiene realisiert.
Dieses Prinzip ist nach einer langen Ära von partiellen Verbesserungen am Ende seiner Leistungsfähigkeit angelangt. “Die Zeit ist reif, nach neuen Lösungsprinzipien zu suchen, welche die faszinierenden Möglichkeiten neuer Technologien nutzen und einen Quantensprung im Aufwand/Nutzen-Verhältnis bringen könnten”, so die Universität Paderborn.
Um den Herausforderungen der Zukunft gerecht zu werden, wird von den Paderborner Wissenschaftlern ein modulares Bahnsystem vorgeschlagen, das moderne Fahrwerkstechnologie mit den Vorteilen des Transrapid und die Nutzung der bestehenden Bahntrassen vereint. Das Zusammenspiel von Informationstechnik, Sensorik und Aktorik ermöglicht ein vollkommen neuartiges “mechatronisches System Bahn”.
Das Antriebsmodul des Bahnfahrzeugs basiert auf dem Synchron-Linearmotor-Prinzip. Der eigentliche Antrieb wird bei diesem Konzept nicht mehr im Fahrzeug mitgeführt. Die im Stator zwischen den Bahnschienen liegenden Drehstromwicklungen bilden ein magnetisches Feld, das sich entlang der Schiene fortbewegt. Der Sekundärteil des Motors (Läufer) befindet sich im Fahrzeug. Hierdurch können die ungefederten Massen im Fahrzeug verringert werden.
Antriebsprinzip des Linearmotors: Die magnetische Kraftwirkung zwischen Stator und Läufer beschleunigt das Fahrzeug. Die magnetischen Kraftwirkungen zwischen Stator-Magnetfeld und Läufermagnetfeld beschleunigen und bremsen das Fahrzeug. Die Räder des Fahrzeugs werden nur noch zum Führen und Lenken genutzt, wodurch der Radverschleiß erheblich reduziert werden kann. Der Synchron-Linearmotor ermöglicht die Energieübertragung ins Fahrzeug über das Magnetfeld. Oberleitungen oder Stromschienen sind nicht erforderlich. Zudem kann der Motor an die Landschaftstopologie angepasst werden, also auch bei Streckensteigungen stärker dimensioniert werden.
Der Einsatz dieser neuen Technologien ermöglicht den Bau preiswerter, flexibler Fahrzeuge, mit denen ein automatisierter Betrieb im Personen- und Güterverkehr möglich sein wird. Dies eröffnet neue Perspektiven für die Bahn von Morgen, sie wird eine echte Alternative zu konkurrierenden Transportsystemen, aber auch integraler Bestandteil von Verkehrsverbundsystemen sein. “Für diese neue Bahntechnik haben wir 251 Linearmotoren innerhalb von sechs Wochen geliefert”, sagt Heinz-Herbert Berger stolz. Mit Überstunden und vollem Einsatz aller Mitarbeiter gelang es, die Terminvorstellungen des Kunden zu erfüllen.
Gleichzeitig wurde ein weiterer Auftrag der Firma Disney, USA, geliefert. Für eine Achterbahn in den Disney-Ressorts in Orlando wurden 84 wasserdichte Linearmotoren gefertigt.
Aber: “Die allgemeine Lage ist derzeit nicht die Beste. Kunden halten sich mit neuen Investitionen etwas zurück”, erklärt Geschäftsführer Heinz-
Herbert Berger. “Allerdings haben wir sehr viele Kunden mit wenig Umsatz und aus verschiedenen Branchen - dadurch verteilt sich das Auftragsrisiko. Dies ist besser, als wenn man nur von einigen Großauftraggebern abhängig wäre.”
Tauscher Kunden kommen alle ausnahmslos aus der Investitionsgüterindustrie, wie Medizintechnik, Audiotechnik, Maschinenbau, Steuerungsbau, Stromversorgungs- und Schaltanlagenbau, Beleuchtungsindustrie, Schweißgerätebau. Das Lieferprogramm umfasst Ringkerntransformatoren, Kleintransformatoren und Drosseln aller Bauformen und Schnitte, Großtransformatoren bis 50 kVA Leistung, HF- Bauteile mit Pulverkernen, Übertrager. Zertifiziert ist das Unternehmen nach ISO 9001. Produziert wird in Aigenstadl mit modernstem Know-how. Die Fertigung erfolgt durch Ringkernwickelmaschinen, Zylinderwickelmaschinen, Tränkanlagen, Vergussanlagen, Trockenöfen, Trafoblech-Schachtelmaschinen, Schweißmaschinen und PPS-Fertigsteuerung. Alle Bauteile werden auf vollautomatischen Computern geprüft. “Durch Weiterentwicklung der Fertigungstechnik bauen wir nun Transformatoren für Spannungen bis 20 000 Volt und für Ströme bis 10 000 Ampere. Andererseits können wir nun auch allerkleinste Entladungen und Isolationsfehler bis in den ein Millionstel Ampere-Bereich und Piko-Coloumb Bereich nachweisen, messen und dokumentieren”, so Heinz Berger.
Insgesamt beurteilt Tauscher die Auftragslage zweigeteilt. Die Serienfertigung für normale Transformatoren läuft schlecht, während im Sonderbau viele Aufträge laufen.


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